[发明专利]一种基于PDMS的银纳米线/纳米金复合电极及其制备方法

说明书

本发明涉及基于PDMS的银纳米线/纳米金复合电极及其制备方法。该基于PDMS的银纳米线/纳米金复合电极包括：PDMS为基底，银纳米线为导电层，纳米金颗粒为电化学沉积层，所述纳米金颗粒沉积在银纳米线上。本发明银纳米线/纳米金复合电极，具有低电阻、高机械性能的特点，电阻范围：0.5Ωsq^‑1～11Ωsq^‑1，在弯折500次后电阻范围：0.9Ωsq^‑1～16Ωsq^‑1，拉伸100次后电阻范围：0.8Ωsq^‑1～10Ωsq^‑1，其性能在同行业中处于领先水平，在电子元件的小型化和集成化中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学传感器领域，具体涉及一种基于PDMS的柔性银纳米线/纳米金复合电极及其制备方法。

背景技术

现如今，柔性透明电极在电子与光电子产业的发展中占有举足轻重的地位，是制备众多电子与光电子元器件不可缺少的光电功能材料。但目前普遍使用的氧化铟锡透明导电材料原料铟元素储量有限、价格昂贵，且其本身不可弯折，而纳米银线具有良好的耐弯曲性、导电性和导热性，是制作柔性透明导电材料的良好选择。

纳米金具有独特的物理化学性质，其优良的光学、化学、物理、电学性质和生物亲和性,使得其在生物化学领域的分析检测方面越来越受到人们的关注和重视，成为生物领域、化学领域、物理领域的一个研究热点。

电化学沉积是当前一种常用的控制制备纳米材料的方法，反应条件比较容易，可以通过控制电化学沉积电位、沉积电流、沉积时间、沉积的电解液浓度和表面剂活性剂等不同因素条件能合成大量不同规格形貌的纳米金属、纳米半导体和纳米导电聚合物等结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制作简单、成本低廉的基于PDMS的柔性银纳米线/纳米金复合电极，可作为电化学测试用的工作电极。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于PDMS的银纳米线/纳米金复合电极。该电极包括：以PDMS为基底，银纳米线为导电层，纳米金颗粒为电化学沉积层，所述纳米金颗粒沉积在银纳米线上。

以及制备上述一种基于PDMS的银纳米线/纳米金复合电极的方法，该方法包括：

S1：在由光刻方法得到的硅片模板上浇注质量比为1:1-20:1的PDMS单体和引发液混合溶液，经加热固化后得到固定形状凹槽的PDMS基片；

S2：配置质量浓度为0.1％-10％的PVA和质量浓度为0.1％-10％的PVP混合溶液，将S1制备好的PDMS基片浸泡于PVA和PVP混合溶液中，经加热固化后，得到表面亲水的PDMS基片；

S3：将浓度为0.01-10mg/mL的银纳米线乙醇溶液(银纳米线与乙醇体积比10:1～1:1)，均匀地铺展在PDMS表面的凹槽内，得到PDMS-AgNWs导电层，所述银纳米线长度50-200nm，直径为30-100nm；

S4：将PDMS-AgNWs作为工作电极浸入0.1～5mg/mL KAuCl₄和0.1～1mol/L H₂SO₄的混合电解液中，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂丝，采用计时电流法进行恒电位沉积，沉积电流为-0.3～-3mA，沉积时间10～1600s。得到PDMS-AgNWs-AuNPs银纳米线/纳米金复合电极。

优选的，在步骤S1中，所述浇注在硅片模板上的PDMS混合液的单体和引发液的质量比为10:1。

优选的，在步骤S1中，在加热固化步骤之前需经过负压抽净PDMS混合溶液中的气泡的步骤，在加热固化步骤之后需经过紫外臭氧清洗的步骤。

优选的，在步骤S2中，所述PVA和PVP的混合液中，PVA浓度为4％，PVP的浓度为7％。